ISO 15359

Qu'est-ce que la norme ISO 15359 ?

ISO 15359 est une norme internationale qui définit un méthode d'essai du coefficient de frottement pour le papier et le carton, selon le principe du plan horizontal. La norme évalue à la fois la coefficient de frottement statique et coefficient de frottement cinétique entre deux surfaces en papier ou en carton, dans des conditions de laboratoire contrôlées.

Pour les fabricants d'emballages en papier, de boîtes pliantes, d'étiquettes, de produits en carton ondulé et de papiers spéciaux, les caractéristiques de frottement ont une incidence directe sur la manutention des matériaux, les performances d'alimentation, le comportement à l'empilage, les opérations d'impression et le rendement des lignes d'emballage. La norme ISO 15359 propose une approche normalisée permettant de quantifier ces propriétés de frottement et de garantir des performances constantes des produits.

Contrairement à de nombreux essais de frottement qui ne mesurent que la résistance initiale au glissement, la norme ISO 15359 évalue également le comportement au frottement après des cycles d'usure contrôlés, offrant ainsi une évaluation plus réaliste du comportement des surfaces en papier lors des opérations réelles de transformation et de conditionnement.

Pourquoi le coefficient de frottement du papier est-il important ?

Le coefficient de frottement du papier a une incidence considérable sur l'efficacité de la production et les performances des produits tout au long de la chaîne d'approvisionnement.

Principaux critères de qualité

Lorsque le frottement est trop important :

• Les feuilles risquent de coller les unes aux autres
• Des bourrages peuvent se produire au niveau des systèmes d'alimentation
• Le rendement de la machine pourrait diminuer

Lorsque le frottement est trop faible :

• Les piles peuvent devenir instables
• Les draps risquent de glisser excessivement
• Des problèmes liés à la manutention et au transport peuvent survenir

Par conséquent, la surveillance du coefficient de frottement constitue un paramètre essentiel du contrôle qualité pour les fabricants de papier et de carton.

Principe de la méthode d'essai relative au coefficient de frottement selon la norme ISO 15359

Le méthode d'essai du coefficient de frottement décrite dans la norme ISO 15359 utilise une configuration « traîneau-planeur ».

Deux échantillons d'essai sont montés :

• Un spécimen est fixé sur une table horizontale
• Le deuxième échantillon est fixé à un traîneau de masse connue

Ce test évalue :

1. La force nécessaire pour amorcer un mouvement (force de frottement statique)
2. La force nécessaire pour maintenir le mouvement (force de frottement cinétique)

Le coefficient de frottement est calculé en divisant la force de frottement mesurée par la force normale générée par le poids de la luge.

Principe du test

Une surface de papier est mise en contact avec une autre surface de papier sous une pression contrôlée. L'instrument enregistre :

• Force maximale initiale avant le mouvement
• Force maximale lors de glissements répétés
• Force moyenne pendant un glissement continu

Ces mesures sont ensuite converties en coefficients de frottement selon les formules de la norme ISO 15359.

Types de valeurs de frottement mesurées selon la norme ISO 15359

La norme ISO 15359 évalue trois caractéristiques de frottement différentes.

Coefficient de frottement statique au premier glissement (μ_s1)

Cette valeur correspond à la résistance au frottement avant l'apparition de toute usure entre les surfaces.

Cela reflète :

• Comportement initial en conduite
• Performances de séparation des feuilles
• Comportement d'alimentation dans les équipements d'impression et d'emballage

Coefficient de frottement statique au niveau de la troisième glissière (μ_s3)

Après plusieurs cycles de glissement, les surfaces en papier présentent une légère usure et subissent des modifications superficielles.

La mesure de la troisième diapositive évalue :

• Stabilité au frottement
• Résistance de la surface
• Performances après des contacts répétés

Coefficient de frottement cinétique (μ_k)

Le coefficient cinétique mesure la résistance lors d'un mouvement de glissement continu.

Ce paramètre est particulièrement important pour :

• Opérations de transformation à grande vitesse
• Performances des machines d'emballage
• Systèmes de transport de bandes en continu

Procédure d'essai selon la norme ISO 15359

Essai de frottement statique sur la première glissière

Pour mesurer μS1 :

1. Fixez les échantillons sur la table et le chariot.
2. Alignez le sens machine (MD) ou le sens transversal (TD) avec le sens de traction.
3. Abaissez le chariot sur la surface d'essai à une vitesse d'environ 3 mm/s.
4. Laissez la luge en contact pendant 1 à 20 secondes.
5. Augmentez progressivement la force de traction.
6. Mesurez la force nécessaire pour amorcer le mouvement (FS1).
7. Répétez l'opération jusqu'à obtenir au moins six résultats valides.

Essai de frottement statique et cinétique sur une troisième glissière

Pour mesurer μ_s3 et μ_k:

1. Réalisez la première diapositive comme décrit ci-dessus.
2. Poursuivre le déplacement du chariot conformément aux exigences de course définies dans la norme ISO 15359.
3. Remettez les échantillons dans leur position initiale.
4. Répétez le cycle de glissement deux fois de plus.
5. Record :
   • Force d'initiation du troisième glissement (FS3)
   • Force de frottement cinétique moyenne (FK) pour une course comprise entre 40 mm et 60 mm
6. Effectuer au moins six essais en répétition valides.

Cette approche permet d'évaluer les caractéristiques de frottement tant de la surface neuve que de la surface usée.

Équipements utilisés pour les essais selon la norme ISO 15359

Un bon ISO 15359 Le système de test doit permettre :

• Mesure précise de la force
• Mouvement contrôlé du traîneau
• Vitesses d'essai réglables
• Plan d'essai horizontal stable
• Collecte des données et analyse statistique
• Contrôle des mouvements répétitifs

Solution recommandée : COF-01 – Appareil de mesure du coefficient de frottement

Le COF-01 Testeur de coefficient de frottement est conçu pour l'évaluation du frottement de :

• Papier et carton
• Films plastiques
• Matériaux d'emballage souples
• Étiquettes
• Substrats enduits

Parmi les principales fonctionnalités, on peut citer :

• Mesure du coefficient de frottement statique et cinétique
• Fonctionnement commandé par automate programmable (PLC)
• Interface IHM à écran tactile
• Système d'entraînement à vis à billes de précision
• Collecte automatisée des données
• Configurations personnalisées de traîneaux
• Intégration logicielle facultative

Cet instrument répond aux exigences en matière d'essais de frottement couramment utilisées dans les normes ISO et ASTM relatives au frottement.

Solution alternative : machine d'essai de traction TST-01 avec dispositif de fixation COF

Pour les laboratoires à la recherche de capacités d'analyse multifonctionnelles, le TST-01 : Appareil d'essai de coefficient de frottement et de traction avec dispositif de mesure du coefficient de frottement combine :

• Essai de détermination du coefficient de frottement
• Essai de traction
• Test de pelage
• Essai de résistance à la déchirure
• Essais de résistance des joints d'étanchéité

Parmi les avantages, on peut citer :

• Vitesses réglables de 1 à 500 mm/min
• Compatibilité avec plusieurs types de luminaires
• Mesure de force de haute précision
• Utilisation flexible des laboratoires

Cette solution est particulièrement intéressante pour les laboratoires de R&D et les services de contrôle qualité qui gèrent plusieurs essais de matériaux sur une seule et même plateforme.